Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp

NỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay trong xu thế hội nhập quà trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đ ất nước
đang diễn ra một cách mạnh mẽ .Trong quá trình phát triển đó điện năng đóng vai trò
rất quan trọng nó là một dạng năng lượng rất đặc biệt có rất nhiều ưu điểm như : dễ
chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như ( cơ năng, hóa năng, nhiệt năng …) dễ
dàng chuyển đổi và phân phối … do đó ngày nay nó được sử dụng r ộng rãi trong h ầu
hết các lĩnh vực của đời sống. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đời
sống xã hội ngày càng được nâng cao nhu cầu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh
vực công nghiệp, nông nghiệp , dịch vụ …tăng nên không ngừng. Đ ề đảm bảo nhu
cầu to lớn đó chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy
Với “ thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp”, sau một
thời gian làm đồ án dưới sự hướng dẫn của thầy Th.s PHẠM ANH TUÂN và tài
liệu tham khảo :
[1].Bài tập cung cấp điện. Tác giả TS. Trần Quang Khánh, nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật Hà Nội.
[2]. Giáo trình Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC. Tác giả TS. Trần Quang Khánh,
nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
Đến nay về cơ bản em đã hoàn thành đồ án này .Do trình độ và thời gian có hạn nên
không thể tránh được những thiếu sót em rất mong được sự chỉ bảo châm tr ước giúp
đỡ của thầy cô để bài làm của em được hoàn thiện hơn đồng thời giúp em nâng cao
được trình độ chuyên môn đáp úng trình độ công tác sau này .
Em xin trân thành cám ơn !
HÀ NỘI, tháng 1 năm 2014
Sinh viên thực hiện
ĐÀO VĂN HÀ
D6DCN2


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 1A

“Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công
”
Sinh viên : ĐÀO VĂN HÀ
Lớp
D6DCN2

A . Dữ liệu

Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng
số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỉ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn
điện áp trong mạng điên hạ áp ∆Ucp=3,5%. Hệ số công xuất cần nâng lên là cos
0,90. Hệ số chiết khấu i = 1,2% ; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S k,
MVA; Thời gian tồn tạ của dòng ngắn mạch t k = 2,5. Gía thành tổn thất điện năng
c∆= 1500 đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện g th= 8000 đ/kWh. Đơn giá tụ bù là
110.103 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ
∆Pb= 0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g = 1250 đ/ kWh . Điện áp l ưới phân
phối là 22 kV.
Thời gian sử dụng công suất cực đại T M = 4500(h). Chiều cao phân xưởng h=
4,7(m) .Khoảng cách từ nguồn điện đén phân xưởng L= 150(m) .
Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.

Dữ liệu thiết kế cấp điện phân xưởng
Số hiệu trên sơ đồ

Tên thiết bị

Hệ
số
Ksd
1;8
Máy mài nhẵn 0,35
tròn
2;9
Máymài nhẵn 0,32
phẳng
3;4;5
Máy tiện bu 03
lông
6;7
Máy phay
0,26
10;11;19;20;29;30
Máy khoan
0,27
12;13;14;15;16;24;25 Máy tiện bu 0,30
lông
17
Máy ép
0,41
18;21
Cần cẩu
0,25
22;23

Máy ép nguội
0,47
26;39
Máy mài
0,45
27;31
Lò gió
0,53
28;34
Máy ép quay
0,45
32;33
Máy xọc(đục)
0,4
35;36;37;38
Máy tiên bu 0,32
lông

Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 2

0,67

Công suất đặt P, kW theo
các
phương án
A
3+10

0,68

1,5+4

0,65

0,6+2,2+4

0,56
0,66
0,58

1,5+2,8
0,6+0,8+0,8+0,8+1,2+1,2
1,2+2,8+2,8+3+7,5+1013

0,63
0,67
0,70
0,63
0,9
0,58
0,60
0,55

10
4+13
40+55
2+4,5
4+5,5

22+30
4+5,5
1,5+2,8+4,5+5,5

cos


Đồ án môn học

40;43
41;42;45
44

Trường: Đại Học Điện Lực

Máy hàn
Máy quạt
Máu cắt tôn

0,46
0,65
0,27

0,82
0,78
0,57

GVHD:Phạm Anh Tuân

28+28

5,5+7,5+7,5
2,8

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ – SỦA CHỮA N01

B . Nội dung của bản thuyết minh gồm các phần chính
sau :
I . Thuyết minh

Chương I : Tính toán thiết kế chiếu sáng cho phân
xưởng
Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 3


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng yêu cầu
về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác .Thiết kế chiếu sáng phải đảm
bảo các yêu cầu sau đây :
- Không bị loá mắt
- Không loá do phản xạ
- Không có bóng tối
- Phải có độ rọi đồng đều
- Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định

- Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh
quang. Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số
là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ nguy hiểm cho người vận
hành. Do vậy người ta thường sử dụng đèn sợi đốt.
Bố trí đèn: thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật .

1 . Tính toán chọn đèn

Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước HxDxW
là 36x24x4,7m, Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi
yêu cầu là Eyc = 50(lux).
Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 50(lux) nhiệt độ màu cần thiết là sẽ cho
môi trường ánh sáng tiện nghi. Mặt khác vì là xưởng sản xuất có nhiều máy điện quay
nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất là 200(W) với quang thông là F= 3000 (lm).
( bảng 45.pl.BT)
Chọn độ cao treo đèn là: h’ = 0,6 (m);
Chiều cao mặt bằng làm việc là: hlv = 0,9 (m);
Chiều cao tính toán là : h = H – h” = 4,7– 0,9 = 3,8(m);
h

h'

H

h''

Hình 1.1. Sơ đồ tính toán chiếu sáng
Tỉ số treo đèn:
j= ==> thỏa mãn yêu cầu.

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách
giữa các đèn được xác định là L/h =1,5 (bảng 12.4[TK2]) tức là:
L = 1,5. h = 1,5.3,8= 5,7 (m).
Hệ số không gian:
k=
Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 4


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

Căn cứ đặc điểm của nội thất chiếu sáng có thể coi hệ số phản xạ của
trần:tường là:50:30 (bảng 2.12). Tra bảng 47.pl.[TK2] phụ lục ứng với hệ số phản xạ
đã nêu trên và hệ số không gian là kkg =3,789 ta tìm được hệ số lợi dụng kld = 0,58; Hệ
số dự trữ lấy bằng kdt=1,2; hệ số hiệu dụng của đèn là .
Xác định quang thông tổng:
Trong đó:
E: độ rọi yêu cầu
S: diện tích phân xưởng
: hệ số dự trữ (thường lấy bằng 1,2-1,3)
: hiệu suất của đèn
k: hệ số lợi dụng quang thông của đèn
Thay số ta có:
(lm )
Số lượng đèn tối thiểu là:

Trong dó:
F: quang thông tổng
F: quang thông của đèn
Thay số có:
Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là Ld = 4,1
(m) và Ln = 4,1 (m), từ đó tính được q=1,6 ; p=1,75 ;

Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 5


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

24m

4.1m

36m

1.6m

4,1m

1.75m

Hình 1.2. Sơ đồ bố trí bóng đèn trong phân xưởng
Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng đều ánh sáng tại mọi điểm
hay và => thỏa mãn
Như vậy là bố trí đèn là hợp lý.

Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 6


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

Vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 bóng. Ta bố trí 6 dãy đèn mỗi dãy gồm 9 bóng,
khoảng cách giữa các đèn là 4,1m theo chiều rộng và 4,1m theo chiều dài của phân
xưởng. Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất là 1,75m theo chiều
rộng và 1,6 m theo chiều dài.
Kiểm tra độ rọi thực tế:
E=
Trong đó:
F:quang thông của đèn
N :số lượng đèn
:hiệu suất của đèn
k:hệ số lợi dụng quang thông của đèn HxDxW
H,D:chiều dài và chiều sâu của phân xưởng
:hệ số dự trữ,thường lấy bằng 1,2-1,3
Thay số ta có

(lux) > Eyc=50 (lux)
Ngoài chiếu sáng chung còn trang bị thêm cho mỗi thiết bị một đèn công suất
100(W) để chiếu sáng cục bộ, cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh mỗi phòng 1
bóng huỳnh quang 40(W). Như vậy cần tất cả 36 bóng dùng cho chiếu sáng cục bộ.

Chương 2 : Tính toán phụ tải điện
Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình cung
cấp điện , giúp cho công việc thiết kế lưới điện về sau của người kĩ sư .Phụ tải tính
toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt do đó vi ệc l ựa
chọn dây dẫn hay các thiết bị bảo vệ cho nó sẽ thuận lợi

2.1 Phụ tải chiếu sáng
Từ thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của phân xưởng :
Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1).
Pcs chung = kđt .N .Pd = 1.54.200 = 10800 (W)
Pd: công suất của mỗi bóng đèn được lựa chọn
N : số bóng đèn cần thiết
Chiếu sáng cục bộ :
Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 7


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

Pcb = 32.100+4.40 = 3360 (W)

Vậy tổng công suất chiếu sáng là:
Pcs = Pcs chung + Pcb = 10800 + 3360 = 14.160 W = 14,16 (kW)
Vì đèn dùng sợi đốt halogen nên hệ số cos của nhóm chiếu sáng là 1

2.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát

Thể tích gian máy: V = 24 . 36 . 4,7 = 4.060,8 (m3)
Bội số tuần hoàn K được xác định dựa vào bảng sau:
Phòng

Bội số tuần hoàn

Phòng kỹ thuật sản xuất

20-30

Phòng máy phát điện

20-30

Trạm biến thế

20-30

Phòng bơm

20-30

Kho chứa bình thường

1-2

Toilet công cộng

11-20

Từ bảng số liệu bội số tuần hoàn trên ta chọn K = 20 (lần/giờ)
Từ đó suy ra lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là:
L = K . V = 20 . 4060,8 = 81.216 (m3/h)
Trong đó :
L: lưu lượng không khí cấp vào phân xưởng (m3/h)
K: bội số tuần hoàn (lần/giờ)
V: thể tích gian máy (m3)
Chọn quạt DLHCV40-PG4SF có lưu lượng gió là 4500 (m3/h)
Từ đó suy ra số quạt cần dùng cho phân xưởng là:
N=
Chọn Nq = 20 quạt
Bảng thông số quạt hút
Thiết bị

Công suất(W)

Lượng gió(m3/h)

Số
lượng

ksd

cos

Quạt hút

300

4500

20

0,7

0,8

Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 8


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

Hệ số nhu cầu:
Nq: số quạt sử dụng (Nq = 20 quạt)
Công suất tính toán nhóm phụ tải thông thoáng
P=k.=0,77.300.20=4,62 ( kW)
Pđmq : công suất định mức của quạt hút (W)
Ngoài ra phân xưởng cần trang bị thêm 5 quạt trần mỗi quạt có công suất 120(w)

để làm mát với cos=0,8
Tổng công suất thông thoáng và làm mát là:Plm = 4,62 +5.0,12 = 5,22(kW)
Slm = = 6,53 (kVA)

2.3 Phụ tải động lực

Vì phân xưởng có nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên mặt bằng phân
xưởng nên việc tính toán dựa vào nguyên tắc :
Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho
việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có
cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được ksd, knc; cosϕ; ... )
Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít
chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang
thiết bị CCĐ).
Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của
một tủ động lực cũng bị khống chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của các tủ động
lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số
thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi
đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị, (nhất là khi các
thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ). Tuy nhiên khi
số thiét bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm
giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị.
Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản
lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công
suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng
sửa chữa cơ khí N01 thành 4 nhóm (I ,II ,II ,IV) như sau:

Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Page 9


Đồ án môn học

Trường: Đại Học Điện Lực

GVHD:Phạm Anh Tuân

Nhóm 1
Bảng 2.1 Bảng phụ tải nhóm 1
TT

Tên thiết bị

Sinh viên: Đào Văn Hà D6DC2

Số hiệu

Page 10

ksd

cos φ

P (kW)